Hoffnungsschimmer am Radiohimmel
Neue Impulse des BMBF eröffnen Chancen für eine assoziierte Mitgliedschaft von Deutschland beim Square Kilometer Array.
Der geplante Square Kilometre Array (SKA) soll ein Radioteleskop der Superlative werden: Bereits in der ersten Phase des Aufbaus werden 200 bewegliche Teleskope mit jeweils 15 m Spiegeldurchmesser in Südafrika (SKA1-MID, 350 MHz bis 24 GHz) und 130.000 stationären Antennen in Australien (SKA1-LOW, 30 MHz bis 350 MHz) installiert und anschließend als gigantisches Superteleskop im Computer zusammengeschaltet. Aufgrund seiner überlegenen Eigenschaften wird SKA das weltweit führende Instrument für die Radioastronomie sein und Regionen und Prozesse im Kosmos erforschen, die mit bisherigen Teleskopen unzugänglich sind.
Deutschland beabsichtigt nicht, Vollmitglied in einer per Staatsvertrag begründeten Organisation von SKA zu werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) begründete dies mit den finanziellen Unsicherheiten des ehrgeizigen Großprojekts. Die Kosten für die Aufbauphase von SKA1 in den Jahren 2018 bis 2024 werden auf grob eine Milliarde Euro geschätzt.
Der Verzicht auf eine deutsche Vollmitgliedschaft bei SKA war eine große Enttäuschung für die deutsche Radioastronomie-Community. Doch ein Schreiben des BMBF vom 21. April 2017 an die SKA-Organisation schürt neue Hoffnung. Das BMBF hat darin ein Interesse an Gesprächen über die mögliche Mitwirkung Deutschlands am SKA-Projekt in Form einer assoziierten Mitgliedschaft zum Ausdruck gebracht, die deutschen Wissenschaftlern doch eine Teilnahme an SKA ermöglichen soll.
Als Verhandlungspartner hat das BMBF die Max-Planck-Gesellschaft (MPG) benannt, die bislang über 15 Millionen Euro in das südafrikanische MeerKAT-Antennenfeld investiert hat. Das umfasst auch die Entwicklung und den Bau eines Prototyps der SKA-Parabolantennen sowie neuartiger Empfänger. MeerKAT wird später in SKA integriert werden. Durch die Verbundforschung des BMBF werden ab Juli 2017 auch Universitäten vom BMBF gefördert, um sich an MeerKAT zu beteiligen.
In Südafrika befinden sich die Antennen des Radioteleskops MeerKAT, einem Vorläufer des Square Kilometer array. (Foto: SKA South Africa)
Jetzt geht es für die deutsche SKA-Community darum, in enger Abstimmung mit dem BMBF einen Weg zu finden, damit Deutschland assoziiertes Mitglied in der SKA-Organisation werden kann. „Ein signifikanter Beitrag Deutschlands ist absolut notwendig, damit SKA überhaupt Realität werden kann“, betont Karl Mannheim vom Lehrstuhl für Astronomie der Julius-Maximilians-Universität Würzburg und Vorsitzender der Arbeitsgruppe GLOWSKA, welche die deutschen Aktivitäten für SKA organisiert und koordiniert.
Um eine ausreichende deutsche Beteiligung bei SKA erreichen zu können, ist es nötig, weitere Fördermöglichkeiten zu erschließen. „Diese sehen wir in einem Engagement im Bereich Big Data. Wegen der gigantischen Datenmengen werden große Teile der Kosten von SKA auf die IT entfallen“, erläutert Mannheim. Die Signale der SKA-Antennen werden mit hoher Bandbreite digital abgetastet und in einem zentralen Korrelator zusammengeführt. Die dabei auftretenden Datenraten übersteigen die des globalen Datenverkehrs im Internet und machen eine dauerhafte Speicherung der Rohdaten mit derzeitiger Technologie unmöglich.
SKA wird zum weltweit größten zivilen Projekt in den Bereichen Big Data und Big Data Analytics. „Im Rahmen einer deutschen Beteiligung an SKA könnten wir uns engagieren, effiziente Lösungen zu finden, um die für die astronomische Forschung relevanten Daten herauszufischen“, sagt Mannheim. Dabei sind sowohl nachhaltige, energiesparende Informationstechnologien als auch Algorithmen aus der Erforschung von Künstlicher Intelligenz wie das Machine- oder Deep Learning von großer Bedeutung. Die Kosten für zukünftige Ausbauphasen von SKA würden dann wesentlich unter den Kosten bleiben, die man vom heutigen Stand der Technologie aus extrapoliert, und die Vision von SKA als ultimative „Weltmaschine“ für die Radioastronomie möglich machen.
Wie sich die neue Ausgangslage für eine deutsche Beteiligung an SKA auswirkt, müssen die kommenden Verhandlungen mit dem BMBF zeigen. Ein deutsches Engagement bei SKA könnte auch wichtige Impulse über die Astronomie hinaus geben. Das Thema Big Data entwickelt sich rasant zu einer zentralen Querschnittsaufgabe in allen Bereichen der Gesellschaft und Industrie und benötigt dringend wirksame Beiträge aus der Grundlagenforschung durch einen koordinierten Einsatz der Förderinstrumente. Damit wird sich eine Konferenz am 29. und 30. Juni in Berlin beschäftigen.
Alexander Pawlak
